[发明专利]一种软包锂电池用铝塑膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种软包锂电池用铝塑膜及其制备方法，该铝塑膜由五层组成：交联塑料膜内层、第一粘合剂层、经过钝化的铝箔层、第二粘合剂层、交联塑料膜外层。进一步提供了所述铝塑膜的制备工艺，具体过程为，采用涂布复合机将经过钝化处理的铝箔与交联塑料膜内层原料膜和交联塑料膜外层原料膜通过本发明专用粘合剂复合在一起，经电子束辐射，使专用粘合剂固化，使交联塑料膜内层原料膜和交联塑料膜外层原料膜分别发生交联反应，制成所述的软包锂电池用铝塑膜。所采用专用粘合剂属于无溶剂胶，受电子束辐射，可在室温条件下快速完全固化，不存在铝箔受热脆化问题，有利于提高铝塑膜的冲深性能；所述制备工艺流程短，生产效率高，节能环保、成本低。

技术领域

本发明涉及锂离子电池包装材料铝塑膜技术领域，特别涉及一种软包锂电池用铝塑膜及其制备方法。

背景技术

铝塑膜是软包锂电池关键材料，对于电池轻量化起着关键作用。软包锂电池因具有安全性能好、重量轻、容量大、内阻小、循环性能好、外形设计灵活等优势，被广泛应用于3C消费电子、汽车、军事、医疗、电动工具等行业，正在逐渐成为市场主流。

现有软包锂电池用铝塑复合膜主要是指由外层尼龙层（ON 层）、中间铝箔层（AL层）、内层热封层（CPP 或PP）构成的复合材料，层与层之间通过粘合剂进行压合粘结。

外层尼龙层可保护中间层铝箔不受外部环境损伤，并且在加工过程中能够连续操作而不破坏外观，以及在电池的使用过程中防止由于跌落等对电池造成的冲击震荡等，从而保护电池内部结构与性能的完整性。这就需要外层具有优异的抗冲击性能、耐穿刺性能、耐热及绝缘性能，耐摩擦性能等。

中间铝箔层是铝塑膜的关键组分，凭借其结构致密性以及延展性，拥有极佳的阻隔性能以及冲深成型性能。用于铝塑膜的铝箔在性能与品质上均优于常规铝箔，具体体现在厚度一致性强、断裂伸长率高、无孔洞、表面缺陷少等。为了进一步提升铝塑膜的阻隔性能，通常需要对铝箔进行钝化处理，钝化的目的是在铝箔表面形成耐腐蚀的氧化膜。

考虑到电芯胀气和漏液是软包电池失效的主要方式，而根本原因是由极耳与聚丙烯薄膜（CPP）和/或CPP间粘合不良引起的。这就要求内层热封层CPP材料必须与金属Ni、Al及极耳胶块有良好的热封粘结性，具有耐电解液、绝缘性和耐穿刺性能，能防止电极与锂离子电池软包装材料之间的短路，同时要求其与铝箔层间的复合强度高。

此外，锂离子电池中的电解液含有六氟磷酸铝等含氟类物质，这些含氟化合物对水具有非常强的敏感性，电解液遇水很容易生成强腐蚀性氢氟酸，还含有溶解能力极强的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯，一旦电解液透过CPP层，与粘结层和铝箔接触，会严重腐蚀铝箔，使内膜与铝箔分离甚至造成铝箔穿孔，导致电池漏液、膨胀失效。如何改进铝塑膜的耐磨性能、阻隔性能、绝缘热封性能、化学稳定性和加工成型性，对提升锂离子电池质量是十分关键的。为了提高铝塑膜的耐电解液腐蚀性能，现有技术出现了大量针对铝塑膜内层进行改进的方案，例如在铝箔层与热封层之间添加氟膜层、使用含氟聚氨酯树脂贴合胶等，虽然含氟膜能够提高铝塑膜的耐电解液性能，但距离人们的要求还有差距，同时，由于氟材料本身特性，其存在表面能低、表面憎水、粘结性能差等不足，因此这种铝塑膜存在冲深性差、耐腐蚀性差、使用寿命短的问题。